CN204089305U - 一种应用于无人机自动充电的电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于无人机自动充电的电源系统，属于无人机技术领域。所述系统设置在无人机中，所述系统包括蓄电池、充电装置、控制器、整流逆变器和无线发送器，充电装置和无线发送器分别通过整流逆变器与蓄电池连接，控制器分别与充电装置、整流逆变器、无线发送器连接；无线发送器包括第一线圈、第一电容、第一开关、第二线圈、第二电容和第二开关；第一线圈、第一电容和第一开关串联，第二线圈和第二电容并联后和第二开关串联，控制器分别与第一开关和第二开关的控制端连接。本实用新型通过整流逆变器和无线发送器将蓄电池中电无线传输给执行任务的无人机，无需执行任务的无人机在执行任务的过程中返回充电，提高了无人机的使用效果。

Description

一种应用于无人机自动充电的电源系统

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种应用于无人机自动充电的电源系统。 

背景技术

无人驾驶飞机，简称无人机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。 

无人机通常利用自身携带的蓄电池提供的电能进行工作，但是蓄电池的电量是有限的，当无人机在工作过程中没电时，一般会自动返回地面站进行充电。 

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题： 

无人机在执行跟踪等任务的过程中返回充电，将导致跟踪目标的丢失，跟踪任务无法完成，无人机的使用效果有限。 

发明内容

为了解决现有技术适用范围有限的问题，本实用新型实施例提供了一种应用于无人机自动充电的电源系统。所述技术方案如下： 

本实用新型实施例提供了一种应用于无人机自动充电的电源系统，所述系统设置在所述无人机中，所述系统包括蓄电池和充电装置，所述系统还包括控制器、整流逆变器和无线发送器，所述充电装置和所述无线发送器分别通过所述整流逆变器与所述蓄电池连接，所述控制器分别与所述充电装置、所述整流逆变器、所述无线发送器连接； 

所述无线发送器包括第一线圈L1、第一电容C1、第一开关K1、第二线圈L2、第二电容C2和第二开关K2；所述第一线圈L1、所述第一电容C1和所述第一开关K1串联，所述第二线圈L2和所述第二电容C2并联后和所述第二开关K2串联，所述控制器分别与所述第一开关K1和所述第二开关K2的控制端连接。 

在本实用新型的第一种可能的实现方式中，所述整流逆变器包括六个功率器件，所述六个功率器件构成三桥臂结构，所述控制器与所述整流逆变器中的功率器件的基极连接。 

在本实用新型的第二种可能的实现方式中，所述系统还包括连接在所述蓄电池和所述整流逆变器之间的双向直流变换器。 

在本实用新型的第三种可能的实现方式中，所述系统还包括与所述整流逆变器并联的第八电容。 

在本实用新型的第四种可能的实现方式中，所述充电装置包括用于与单相或三相电源连接的单相或三相选择电路、以及与单相或三相选择电路电连接的滤波电路。 

在本实用新型的第五种可能的实现方式中，所述充电装置上引出第一电连接装置，所述第一电连接装置固定设置在所述无人机的着落架上，当所述无人机在地面站上着落时，所述第一电连接装置与所述地面站的电源上引出的第二电连接装置电连接。 

具体地，所述第一电连接装置和所述第二电连接装置均包括电极片。 

进一步地，所述系统还包括用于锁定所述第一电连接装置和所述第二电连接装置之间连接的压紧装置。 

可选地，所述压紧装置包括导柱、弹簧和垫片，所述第一电连接装置可上下活动地设置在所述导柱上，所述垫片设置在所述无人机的着落架与所述导柱的一端之间，所述弹簧套设在所述导柱上且所述弹簧位于所述垫片和所述第一电连接装置之间。 

可选地，所述压紧装置包括第一支架、第二支架、第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电连接装置的电极片和所述第一电磁铁设置在所述第一支架上，所述第二电连接装置的电极片和所述第二电磁铁设置在所述第二支架上，当所述无人机在所述地面站上着落时，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁相对设置。 

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是： 

通过整流逆变器和无线发送器将蓄电池中电无线传输给执行任务的无人机，无需执行任务的无人机在执行任务的过程中返回充电，提高了无人机的使用效果。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1是本实用新型实施例提供的一种应用于无人机自动充电的电源系统的结构示意图； 

图2是本实用新型实施例提供的无人机的外部结构示意图； 

图3是本实用新型实施例提供的一种压紧装置的结构示意图； 

图4是本实用新型实施例提供的另一种压紧装置的结构示意图。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。 

实施例 

本实用新型实施例提供了一种应用于无人机自动充电的电源系统，该系统设置在无人机中，参加图1，该系统包括蓄电池1、充电装置2、控制器3、整流逆变器4和无线发送器5。 

在本实施例中，充电装置2和无线发送器5分别通过整流逆变器4与蓄电池1连接，控制器3分别与充电装置2、整流逆变器4、无线发送器5电连接。 

可选地，蓄电池1可以为锂离子电池、镍镉电池或铅酸电池。 

具体地，无线发送器5可以包括第一线圈L1、第一电容C1、第一开关K1、第二线圈L2、第二电容C2和第二开关K2。第一线圈L1、第一电容C1和第一开关K1串联，第二线圈L2和第二电容C2并联后和第二开关K2串联，控制器3分别与第一开关K1和第二开关K2的控制端连接。 

可以理解地，控制器3通过控制第一开关K1和第二开关K2断开或闭合，来控制第一线圈L1工作或第二线圈L2工作，从而实现控制无线发送器5发送电磁波，为执行任务的无人机自动充电。 

上述第一线圈L1和第二线圈L2均连接在整流逆变器4的两个交流输出端上。 

在本实施例的另一种实现方式中，整流逆变器4可以包括六个功率器件，六个功率器件构成三桥臂结构，控制器3与整流逆变器4中的功率器件的基极连接。 

具体地，上述功率器件可以为IGBT(Isolated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)。 

在实际应用中，控制器3与整流逆变器4中的功率器件的基极连接，通过向功率器件输出驱动信号，使整流逆变器4切换逆变和整流状态。其中，当驱动信号为方波信号时，整流逆变器4处于逆变状态，当驱动信号为低电平信号时，整流逆变器4处于整流状态。 

在本实施例的又一种实现方式中，充电装置2可以包括用于与单相或三相电源连接的单相或三相选择电路、以及与单相或三相选择电路电连接的滤波电路。 

具体地，单相或三相选择电路可以包括用于连接火线的第三开关K5、第四开关K6和第五开关K7，及用于连接地线的第六开关K8。滤波电路可以包括第七开关K9、第八开关K10、第九开关K11、第五电容C11、第六电容C12、第七电容C13、第一电感L7、第二电感L8和第三电感L9。 

其中，第五电容C11、第六电容C12和第七电容C13并联，且第五电容C11、第六电容C12和第七电容C13分别通过第七开关K9、第八开关K10和第九开关K11与第一电感L7、第二电感L8和第三电感L9串联。 

可选地，该系统还可以包括连接在蓄电池1和整流逆变器4之间的双向直流变换器6。 

具体地，双向直流变换器6可以包括第四电感L10、第九电容C14和两个功率器件，第九电容C14与蓄电池1并联，第四电感L10一端连接在两个功率器件之间，第四电感L10另一端连接在第九电容C14和蓄电池1正极之间。 

在实际应用中，当电源给蓄电池1充电，且电源为三相电时，第三开关K5、第四开关K6、第五开关K7合上，第六开关K8断开，此时电源通过第一电感L7、第二电感L8和第三电感L9和整流逆变器4的整流模式转变为高压直流电压，再经过双向直流变换器6降压后给蓄电池1充电。当电源给蓄电池1充电，且电源为单相电时，第四开关K6、第五开关K7断开，第三开关K5、第六开关 K8合上，此时电源通过第一电感L7、第三电感L9和整流逆变器4的整流模式转变为高压直流电压，再经过双向直流变换器6降压后给蓄电池1充电。 

控制器3通过控制第三开关K5、第四开关K6、第五开关K7、第六开关K8、第七开关K9、第八开关K10和第九开关K11的开关动作来实现单相或三相交流电源给蓄电池充电。 

可选地，该系统还可以包括与整流逆变器4并联的第八电容C10，第八电容C10为直流母线电容，主要作用是储能、平波。 

在本实施例的又一种实现方式中，参见图4，该充电装置2上引出第一电连接装置7，第一电连接装置7固定设置在无人机的着落架上，当无人机在地面站上着落时，第一电连接装置7与地面站的电源上引出的第二电连接装置电连接。 

具体地，第一电连接装置7和第二电连接装置均包括电极片。 

进一步地，该系统还可以包括用于锁定第一电连接装置7和第二电连接装置7之间连接的压紧装置，可以实现蓄电池与电源的可靠连接。 

可选地，参见图3，压紧装置可以包括导柱11、弹簧12和垫片13，第一电连接装置7可上下活动地设置在导柱11上，垫片13设置在无人机的着落架8与导柱11的一端之间，弹簧12套设在导柱11上且弹簧12位于垫片13和第二电连接装置9之间。 

可选地，参见图4，压紧装置可以包括第一支架21、第二支架12、第一电磁铁13和第二电磁铁14，第一电连接装置7的电极片71和第一电磁铁13设置在第一支架21上，第二电连接装置9的电极片91和第二电磁铁14设置在第二支架12上，当无人机在地面站上着落时，第一电磁铁13和第二电磁铁14相对设置。 

本实用新型实施例通过整流逆变器和无线发送器将蓄电池中电无线传输给执行任务的无人机，无需执行任务的无人机在执行任务的过程中返回充电，提高了无人机的使用效果。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种应用于无人机自动充电的电源系统，所述系统设置在所述无人机中，所述系统包括蓄电池和充电装置，其特征在于，所述系统还包括控制器、整流逆变器和无线发送器，所述充电装置和所述无线发送器分别通过所述整流逆变器与所述蓄电池连接，所述控制器分别与所述充电装置、所述整流逆变器、所述无线发送器连接；

所述无线发送器包括第一线圈L1、第一电容C1、第一开关K1、第二线圈L2、第二电容C2和第二开关K2；所述第一线圈L1、所述第一电容C1和所述第一开关K1串联，所述第二线圈L2和所述第二电容C2并联后和所述第二开关K2串联，所述控制器分别与所述第一开关K1和所述第二开关K2的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述整流逆变器包括六个功率器件，所述六个功率器件构成三桥臂结构，所述控制器与所述整流逆变器中的功率器件的基极连接。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括连接在所述蓄电池和所述整流逆变器之间的双向直流变换器。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述整流逆变器并联的第八电容。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述充电装置包括用于与单相或三相电源连接的单相或三相选择电路、以及与单相或三相选择电路电连接的滤波电路。

6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述充电装置上引出第一电连接装置，所述第一电连接装置固定设置在所述无人机的着落架上，当所述无人机在地面站上着落时，所述第一电连接装置与所述地面站的电源上引出的第二电连接装置电连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一电连接装置和所述第二电连接装置均包括电极片。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于锁定所述第一电连接装置和所述第二电连接装置之间连接的压紧装置。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述压紧装置包括导柱、弹簧和垫片，所述第一电连接装置可上下活动地设置在所述导柱上，所述垫片设置在所述无人机的着落架与所述导柱的一端之间，所述弹簧套设在所述导柱上且所述弹簧位于所述垫片和所述第一电连接装置之间。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述压紧装置包括第一支架、第二支架、第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电连接装置的电极片和所述第一电磁铁设置在所述第一支架上，所述第二电连接装置的电极片和所述第二电磁铁设置在所述第二支架上，当所述无人机在所述地面站上着落时，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁相对设置。